초록 ▼

2000년대에는 사용자로 부터 다양한 서비스의 요구와 통신 기술의 발달로 인하여 대량의 정보와 지식을 효과적으로 처리하며 멀티미디어 정보와 같은 고급정보를 실시간으로 처리할 수 있는 차세대 컴퓨터의 개발이 필요하다.
이에따라, 차세대 컴퓨터의 운영체제는 일반적인 컴퓨터가 갖는 기능들을 모두 포함하는 것은 물론이고 고급 정보 처리를 지원하기 위해서 하드웨어적으로는 고속 병렬로 처리하는 능력을 가져야 하며 정보(자원)관리 측면에서는 객체 개념을 도입, 분산/병렬화 되어야 한다.
따라서 본 연구에서는 차세대 컴퓨터의 운

2000년대에는 사용자로 부터 다양한 서비스의 요구와 통신 기술의 발달로 인하여 대량의 정보와 지식을 효과적으로 처리하며 멀티미디어 정보와 같은 고급정보를 실시간으로 처리할 수 있는 차세대 컴퓨터의 개발이 필요하다.
이에따라, 차세대 컴퓨터의 운영체제는 일반적인 컴퓨터가 갖는 기능들을 모두 포함하는 것은 물론이고 고급 정보 처리를 지원하기 위해서 하드웨어적으로는 고속 병렬로 처리하는 능력을 가져야 하며 정보(자원)관리 측면에서는 객체 개념을 도입, 분산/병렬화 되어야 한다.
따라서 본 연구에서는 차세대 컴퓨터의 운영체제에서 요구되는 커널의 분산제어 시스템과 자원관리기법 및 운영체제의 구조화에 관하여 연구하였으며 세부분야별 연구내용은 다음과 같다.

1. 분산처리 시스템을 위한 지능형 운영체제에 관한 연구:

차세대 컴퓨터 운영체제는 시스템 상태변화에 따라 각 노드들이 자원에 대한 광역 상태정보를 획득, 축적하여 이를 기반으로 추론을 통한 의사 결정 및 자원 관리가 필요하다.
이를 위하여 본 연구에서는 분산 제어 시스템을 설계, 구현 및 평가하였다.
이 시스템은 분산 환경하에서 동적으로 변하는 광역 상태 정보를 획득, 축적하여 이를 기반으로 의사 결정을 수행하는 expert 관리자와 이 관리자로부터 얻은 정보를 이용하여 시스템의 처리 능력을 최대화하고 최소비용으로 부하 균등화 정책을 수행하기 위해 분산제어방식으로 부하균등화기법을 수행하는 분산 스케쥴러 및 데이타 화일을 중복, 공유하여 사용하므로써 발생하는 화일 할당 문제를 해결하는 분산 화일 관리자들로 구성되었다.
또한, 분산 공유메모리 모델에서 메모리 엑세스의 지연시간과 네트워크 지연시간, 그리고 불일치성(inconsistency)을 해결하는 분산 공유메모리 시스템에서의 동기화 메카니즘을 연구하였다.

2. 효율적 자원 관리 기법에 관한 연구:

본 연구는 몇가지 항목으로 세분되어 연구되었다. 병렬처리 시스템내의 정량화된 데이타를 그래프로 보여주는 성능 평가도구를 X윈도우하에서 설계, 구현하였다. 그리고 확률적 모델을 이용하여 교착상태의 특성을 분석하였으며 다중 프로세서 시스템을 지원하는 운영체제 개발시의 임계 지역 동기화 방법을 제안하고, 시스템 개발시 효율과 신뢰도를 높여줄 수 있는 방안으로 커널 코드 및 커널 데이타 분석과 실제 임계 지역 동기화 작업을 자동으로 처리하는 커널 분석 도구를 개발하였다.
또한, 즉시 할당 상태의 가정하에 단일 자원의 단일 요청 시스템에서 프로세서가 지원 요청을 낸 후 대기 상태로 전기되는 경우의 대기 유발자원(blocking resources)들을 현재까지의 수행 과정을 보관할 수 있는 동질의 집합으로 나눔으로써 효과적으로 교착 상태 - 싸이클 - 를 감지할 수 있는 방법을 제시하였다.

3. 객체 지향 기법에 기초한 병렬운영체제의 구조화에 관한 연구:

운영체제의 주된 기능은 물리적인 자원의 공유를 용이하게 하고 프로그래머에게 하드웨어에 대한 추상적인 관점을 제공하는 것이다. 차세대 운영체제는 구조면에서 확장 가능해야하고, 운영체제의 기능을 동적으로 재구성할 수 있어야 하며 이식성을 가져야하며 기능면에 있어서는 효율적이고 유연하며 호환성을 가져야 한다.
본 운영체제 설계시의 주안점은 하드웨어가 제공하는 저수준 메커니즘을 프로그래머에게 일정한 관점을 제공하는 상위 수준의 추상화 개념으로 대체하는 것이다. 그러므로 본 연구진은 객체 지향 프로그래밍 기법을 이용하여 운영체제를 코어 커널, 시스템 객체 층, 사용자 객체 층으로 구성하여 설계, 구현하였다. 각 층은 객체들의 집합으로 구성된다. 코어 커널은 시스템 객체 층이 기반할 수 있는 프리미티브들을 제공하며 시스템 내 객체들 간의 상호 작용을 관리한다. 시스템 객체층은 사용자 객체 층에 기존의 운영체제 서비스를 제공한다.

Abstract ▼

In 2000s, the development of future generation computer system will be necessary because of user requests for diverse services and the advanced communication technology. It must process efficiently a great deal of information and knowledge. For example, the high level information such as multimedi

In 2000s, the development of future generation computer system will be necessary because of user requests for diverse services and the advanced communication technology. It must process efficiently a great deal of information and knowledge. For example, the high level information such as multimedia information should be processed in real time.
Therefore, the next generation operating system in order to support the high level information processing requires that the underlying computer system has high speed and the parallelized hardware, and that the resource is managed in object-oriented.
This project consists of three fields as follows.
The distributed control system in distributed system, the efficient resource management, and the structuring method of operating system are needed in next generation operating system.
The contents of each field are as follows.

1. A Suddy of the Intelligent Operating System for Distributed System:

We study the distributed control system for distributed system and the synchronization mechanism in the distributed shared memory system.
It's necessary to make a decision and manage system resources through an inference based on the global state information of a resource according to the change of a system state. In order to do this, the distributed control system is designed and implemented. and evaluated.
It consists of a distributed scheduler and a distributed file manager. The former is the load balancing mechanism which is a distributed control method(i.e. sender-initiated method). It uses the global state information from an expert manager and it makes a decision.
The latter solves the file allocation problem. The method is based on the file allocation algorithm that replicates files at several nodes dynamically and optimally.
Since computer network latency is typically much larger than that of global shared bus in a multiprocessor system, caching in DSM is necessary in order to achieve high performance. Coherence and synchronization mechanisms are important issues in the Distributed Shared Memory(DSM) system.
A coherence algorithm alone can not maintain the consistency of shared data when we have concurrent access. Furthermore, we study a synchronization mechanism.

2. A study on Efficient Resource Management:

The tool of performance analysis which graphically displays quantity data in the parallel processing system. The property of deadlock is analyzed by using a probability model. A multiprocessor system needs a critical section synchronization mechanism.
The research develops a kernel analysis tool which automatically processes a critical section synchronization mechanism, a kernel code analysis, and a kernel data analysis.

3. A Study on the Structuring Method of Parallel Operating System based on the Object-Oriented Approach:

The operating systems of next generation should be should be scalable, reconfigurable and portable in terms of structure. It also should be extensible, flexible efficient, and compatible in terms of functionality. The primary strategy used in our operating system design is to replace the lower-level mechanisms available through the hardware with the uniform set of higher abstractions. The resulting operating system has layered structure and makes use of object-oriented programming technique. There are three layers in the system: the core kernel, the system object layer and the application layer.
Each layer is composed of a set of objects. The core kernel provides the primitives on which the system object is based and manages the interaction of the objects.
System object layer provides the application with the conventional operation systems services.

목차 Contents

• 1. 서 론...11
• 2. 연구방법...15
• 3. 결 과...16
• 4. 고 찰...23
• 5. 결 론...30
• 6. 참고문헌...34